Սիլիկոնային կարբիդային FGD վարդակ՝ էլեկտրակայանում ծծմբազերծման համար

Ծխնելույզի գազերի ծծմբազերծման (FGD) կլանիչ ծայրակալներ
Ծծմբի օքսիդների, որոնք սովորաբար անվանում են SOx, հեռացում արտանետվող գազերից՝ օգտագործելով ալկալային ռեակտիվ, ինչպիսին է խոնավ կրաքարային շաղախը։

Երբ այրման գործընթացներում օգտագործվում են բրածո վառելիքներ՝ կաթսաներ, վառարաններ կամ այլ սարքավորումներ աշխատեցնելու համար, դրանք կարող են արտանետել SO2 կամ SO3՝ որպես արտանետվող գազերի մաս: Այս ծծմբի օքսիդները հեշտությամբ փոխազդում են այլ տարրերի հետ՝ առաջացնելով վնասակար միացություն, ինչպիսին է ծծմբական թթուն, և կարող են բացասաբար ազդել մարդու առողջության և շրջակա միջավայրի վրա: Այս հնարավոր ազդեցությունների պատճառով ծխնելույզային գազերում այս միացության վերահսկողությունը ածխով աշխատող էլեկտրակայանների և այլ արդյունաբերական կիրառությունների կարևոր մասն է կազմում:

Էրոզիայի, խցանման և կուտակման հետ կապված մտահոգությունների պատճառով, այս արտանետումները վերահսկելու ամենահուսալի համակարգերից մեկը բաց աշտարակի խոնավ ծխնելույզի գազերի ծծմբազերծման (FGD) գործընթացն է, որն օգտագործում է կրաքար, հիդրատացված կիր, ծովի ջուր կամ այլ ալկալային լուծույթ: Ցողիչ ծայրակալները կարող են արդյունավետորեն և հուսալիորեն բաշխել այս խառնուրդները կլանման աշտարակների մեջ: Ստեղծելով համապատասխան չափի կաթիլների միատարր նախշեր, այս ծայրակալները կարող են արդյունավետորեն ստեղծել պատշաճ կլանման համար անհրաժեշտ մակերեսը՝ միաժամանակ նվազագույնի հասցնելով մաքրող լուծույթի ներթափանցումը ծխնելույզի գազի մեջ:

FGD կլանիչ ծայրակալի ընտրությունը.
Հաշվի առնելու կարևոր գործոններ.

Մաքրող միջավայրի խտությունը և մածուցիկությունը
Պահանջվող կաթիլի չափը
Ճիշտ կաթիլային չափը կարևոր է պատշաճ կլանման արագությունն ապահովելու համար
Ծայրակալի նյութ
Քանի որ ծխնելույզի գազը հաճախ կոռոզիվ է, իսկ մաքրող հեղուկը՝ բարձր պինդ նյութերի պարունակությամբ և հղկող հատկություններով շաղախ, կարևոր է ընտրել համապատասխան կոռոզիոն և մաշվածությանը դիմացկուն նյութ։
Ծայրակալի խցանման դիմադրություն
Քանի որ մաքրող հեղուկը հաճախ բարձր պինդ նյութերի պարունակությամբ շաղախ է, կարևոր է ընտրել ծորակը՝ հաշվի առնելով խցանման դիմադրության մակարդակը։
Ծորակի ցողման սխեման և տեղադրումը
Գազի հոսքի պատշաճ կլանումն ապահովելու համար կարևոր է գազի հոսքի ամբողջական ծածկույթը՝ առանց շրջանցման և բավարար մնալու ժամանակի։
Ծայրակալի միացման չափը և տեսակը
Պահանջվող մաքրող հեղուկի հոսքի արագությունը
Հասանելի ճնշման անկում (ΔP) ծորակի վրա
∆P = մատակարարման ճնշումը ծայրակալի մուտքի մոտ – գործընթացային ճնշումը ծայրակալից դուրս
Մեր փորձառու ինժեներները կարող են օգնել որոշել, թե որ ծորակը կաշխատի ձեր նախագծային մանրամասների համաձայն։
FGD կլանիչ ծայրակալի տարածված կիրառությունները և արդյունաբերությունները.
Ածուխի և այլ բրածո վառելիքի էլեկտրակայաններ
Նավթավերամշակման գործարաններ
Քաղաքային թափոնների այրիչներ
Ցեմենտային վառարաններ
Մետաղաձուլարաններ

SiC նյութի տվյալների թերթիկ

Կրաքարի/կրաքարի թերությունները

Ինչպես ցույց է տրված նկար 1-ում, կրաքարի/կրաքարի հարկադիր օքսիդացում (LSFO) օգտագործող FGD համակարգերը ներառում են երեք հիմնական ենթահամակարգեր՝

• Ռեակտիվների պատրաստում, մշակում և պահպանում
• Կլանող անոթ
• Թափոնների և ենթամթերքների մշակում

Ռեակտիվի պատրաստումը բաղկացած է մանրացված կրաքարի (CaCO3) տեղափոխումից պահեստային սիլոսից խառնվող սնուցման բաք: Արդյունքում ստացված կրաքարային խառնուրդը կաթսայի ծխնելույզի գազի և օքսիդացնող օդի հետ միասին մղվում է կլանիչ անոթ: Ցողիչ ծայրակալները մատակարարում են ռեակտիվի մանր կաթիլներ, որոնք այնուհետև հոսում են մուտքային ծխնելույզի հակառակ հոսանքին: Ծխնելույզի մեջ առկա SO2-ը փոխազդում է կալցիումով հարուստ ռեակտիվի հետ՝ առաջացնելով կալցիումի սուլֆիտ (CaSO3) և CO2: Կլանիչ մտցված օդը նպաստում է CaSO3-ի օքսիդացմանը CaSO4-ի (դիհիդրատի տեսքով):

LSFO-ի հիմնական ռեակցիաներն են՝

CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2 · 2H2O

Օքսիդացված խառնուրդը կուտակվում է կլանիչի ներքևի մասում և հետագայում թարմ ռեակտիվի հետ միասին վերամշակվում է ցողիչ ծայրակալների գլխիկներ: Վերամշակված հոսքի մի մասը դուրս է մղվում թափոնների/ենթամթերքների մշակման համակարգ, որը սովորաբար բաղկացած է հիդրոցիկլոններից, թմբուկային կամ ժապավենային ֆիլտրերից և խառնված կեղտաջրերի/հեղուկների պահման բաքից: Պահման բաքից կեղտաջրերը վերամշակվում են կրաքարային ռեակտիվների մատակարարման բաք կամ հիդրոցիկլոն, որտեղից լցված հեղուկը հեռացվում է որպես արտահոսք:

Կրաքարի/կրաքարի հարկադիր օքսիդատինով խոնավ մաքրման գործընթացի բնորոշ սխեմատիկ պատկերը

Թաց LSFO համակարգերը սովորաբար կարող են հասնել SO2-ի հեռացման 95-97 տոկոս արդյունավետության: Սակայն 97.5 տոկոսից բարձր մակարդակի հասնելը՝ արտանետումների վերահսկողության պահանջները բավարարելու համար, դժվար է, հատկապես բարձր ծծմբի պարունակությամբ ածուխներ օգտագործող կայանների համար: Կարելի է ավելացնել մագնեզիումի կատալիզատորներ կամ կրաքարը կարող է կալցինացվել՝ ստանալով բարձր ռեակտիվության կր (CaO), սակայն նման փոփոխությունները ենթադրում են լրացուցիչ գործարանային սարքավորումներ և դրանց հետ կապված աշխատուժի ու էլեկտրաէներգիայի ծախսեր: Օրինակ, կրի կալցինացումը պահանջում է առանձին կրի վառարանի տեղադրում: Բացի այդ, կրաքարը հեշտությամբ նստվածք է տալիս, և դա մեծացնում է սկրուբերում թեփուկի նստվածքի առաջացման հավանականությունը:

Կրի վառարանով կալցինացման արժեքը կարելի է կրճատել՝ կրաքարը կաթսայի վառարանի մեջ ուղղակիորեն ներարկելով: Այս մոտեցման դեպքում կաթսայում առաջացած կիրը ծխնելույզի գազի հետ միասին տեղափոխվում է սկրուբեր: Հնարավոր խնդիրներից են կաթսայի աղտոտումը, ջերմափոխանցման խանգարումը և կաթսայում գերայրման պատճառով կրի ապաակտիվացումը: Ավելին, կիրը նվազեցնում է հալված մոխրի հոսքի ջերմաստիճանը ածխով աշխատող կաթսաներում, ինչը հանգեցնում է պինդ նստվածքների առաջացմանը, որոնք այլապես չէին առաջանա:

LSFO գործընթացից առաջացող հեղուկ թափոնները սովորաբար ուղղվում են կայունացման ավազաններ՝ էլեկտրակայանի այլ մասերից եկող հեղուկ թափոնների հետ միասին: Թաց FGD հեղուկ արտահոսքը կարող է հագեցած լինել սուլֆիտային և սուլֆատային միացություններով, և շրջակա միջավայրի նկատառումները սովորաբար սահմանափակում են դրա արտանետումը գետեր, առվակներ կամ այլ ջրային հոսքեր: Բացի այդ, կեղտաջրերի/հեղուկի վերամշակումը սկրուբեր կարող է հանգեցնել լուծված նատրիումի, կալիումի, կալցիումի, մագնեզիումի կամ քլորիդային աղերի կուտակմանը: Այս տեսակները կարող են ի վերջո բյուրեղանալ, եթե բավարար արտահոսք չապահովվի՝ լուծված աղերի կոնցենտրացիաները հագեցվածությունից ցածր պահելու համար: Լրացուցիչ խնդիր է թափոնային պինդ նյութերի դանդաղ նստեցման արագությունը, ինչը հանգեցնում է մեծ, մեծ ծավալի կայունացման ավազանների անհրաժեշտության: Սովորական պայմաններում կայունացման ավազանում նստվածքային շերտը կարող է պարունակել 50 տոկոս կամ ավելի հեղուկ փուլ՝ նույնիսկ մի քանի ամիս պահեստավորումից հետո:

Կլանիչ վերամշակված խառնուրդից վերականգնված կալցիումի սուլֆատը կարող է պարունակել չռեակցված կրաքար և կալցիումի սուլֆիտային մոխիր: Այս աղտոտիչները կարող են խոչընդոտել կալցիումի սուլֆատի վաճառքին որպես սինթետիկ գիպս՝ պատի տախտակների, գիպսի և ցեմենտի արտադրության մեջ օգտագործելու համար: Չռեակցված կրաքարը սինթետիկ գիպսում հանդիպող գերակշռող խառնուրդ է, և այն նաև տարածված խառնուրդ է բնական (արդյունահանված) գիպսում: Չնայած կրաքարն ինքնին չի խանգարում պատի տախտակների վերջնական արտադրանքի հատկություններին, դրա հղկող հատկությունները մաշվածության խնդիրներ են առաջացնում մշակման սարքավորումների համար: Կալցիումի սուլֆիտը ցանկացած գիպսում անցանկալի խառնուրդ է, քանի որ դրա մանր մասնիկների չափը առաջացնում է թեփոտման խնդիրներ և այլ մշակման խնդիրներ, ինչպիսիք են տորթի լվացումը և ջրազրկումը:

Եթե ​​LSFO գործընթացում առաջացած պինդ նյութերը առևտրային առումով չեն վաճառվում որպես սինթետիկ գիպս, սա առաջացնում է թափոնների հեռացման զգալի խնդիր: 1000 ՄՎտ հզորությամբ 1 տոկոս ծծմբային ածուխ օգտագործող կաթսայի համար գիպսի քանակը կազմում է մոտավորապես 550 տոննա (կարճ)/օր: Նույն կայանի համար, որը օգտագործում է 2 տոկոս ծծմբային ածուխ, գիպսի արտադրությունը մեծանում է մինչև մոտավորապես 1100 տոննա/օր: Մոխրի արտադրության համար մոտ 1000 տոննա/օր ավելացնելով՝ պինդ թափոնների ընդհանուր տոննաժը կհասցվի մոտ 1550 տոննայի/օր՝ 1 տոկոս ծծմբային ածուխի դեպքում և 2100 տոննայի/օր՝ 2 տոկոս ծծմբային ածուխի դեպքում:

EADS-ի առավելությունները

LSFO մաքրման ապացուցված տեխնոլոգիական այլընտրանքը կրաքարը փոխարինում է ամոնիակով՝ որպես SO2-ի հեռացման ռեակտիվ: LSFO համակարգում պինդ ռեակտիվի մանրացման, պահպանման, մշակման և տեղափոխման բաղադրիչները փոխարինվում են ջրային կամ անջուր ամոնիակի պարզ պահեստավորման բաքերով: Նկար 2-ը ցույց է տալիս JET Inc.-ի կողմից տրամադրված EADS համակարգի հոսքի սխեման:

Ամոնիակը, ծխնելույզի գազը, օքսիդացնող օդը և տեխնոլոգիական ջուրը մտնում են կլանիչ, որը պարունակում է ցողման բազմաթիվ ծորակներ: Ծորակները առաջացնում են ամոնիակ պարունակող ռեակտիվի մանր կաթիլներ՝ ռեակտիվի մտերիմ շփումը մուտքային ծխնելույզի գազի հետ ապահովելու համար՝ հետևյալ ռեակցիաների համաձայն.

(1) SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3

(2) (NH4)2SO3 + ½O2 → (NH4)2SO4

Ծխատար գազի հոսքի մեջ SO2-ը փոխազդում է անոթի վերին կեսում գտնվող ամոնիակի հետ՝ առաջացնելով ամոնիումի սուլֆիտ: Կլանիչ անոթի հատակը ծառայում է որպես օքսիդացման բաք, որտեղ օդը օքսիդացնում է ամոնիումի սուլֆիտը մինչև ամոնիումի սուլֆատ: Արդյունքում ստացված ամոնիումի սուլֆատի լուծույթը մղվում է կլանիչի բազմաթիվ մակարդակներում գտնվող ցողիչ ծայրակալներ: Մինչև կլանիչի վերին մասից դուրս գալը մաքրված ծխատար գազը անցնում է քայքայման մաքրիչի միջով, որը միաձուլում է հեղուկի կաթիլները և որսում մանր մասնիկները:

Ամոնիակի ռեակցիան SO2-ի հետ և սուլֆիտի օքսիդացումը սուլֆատի վերածելը ապահովում են ռեակտիվի բարձր օգտագործման մակարդակ։ Սպառված ամոնիակի յուրաքանչյուր ֆունտի դիմաց արտադրվում է չորս ֆունտ ամոնիումի սուլֆատ։

Ինչպես LSFO գործընթացի դեպքում, ռեակտիվի/արտադրանքի վերամշակման հոսքի մի մասը կարող է դուրս բերվել՝ առևտրային ենթամթերք ստանալու համար: EADS համակարգում վերցվող արտադրանքի լուծույթը մղվում է հիդրոցիկլոնից և ցենտրիֆուգից բաղկացած պինդ նյութերի վերականգնման համակարգ՝ ամոնիումի սուլֆատի արտադրանքը չորացնելուց և փաթեթավորելուց առաջ խտացնելու համար: Բոլոր հեղուկները (հիդրոցիկլոնի լցոնումը և ցենտրիֆուգի ցենտրատը) ուղղվում են դեպի շաղախի բաք, ապա կրկին ներմուծվում են կլանիչ ամոնիումի սուլֆատի վերամշակման հոսքի մեջ:

• EADS համակարգերը ապահովում են SO2-ի հեռացման ավելի բարձր արդյունավետություն (>99%), ինչը ածխով աշխատող էլեկտրակայաններին ավելի մեծ ճկունություն է տալիս ավելի էժան, ավելի բարձր ծծմբի պարունակությամբ ածուխներ խառնելու համար։
• Մինչդեռ LSFO համակարգերը հեռացված SO2-ի յուրաքանչյուր տոննայի դիմաց ստեղծում են 0.7 տոննա CO2, EADS գործընթացը CO2 չի արտադրում։
• Քանի որ SO2-ի հեռացման համար կրաքարն ու կրաքարը ավելի քիչ ռեակտիվ են ամոնիակի համեմատ, բարձր շրջանառության արագության հասնելու համար անհրաժեշտ է ավելի մեծ տեխնոլոգիական ջրի սպառում և պոմպային էներգիա։ Սա հանգեցնում է LSFO համակարգերի շահագործման ավելի բարձր ծախսերի։
• EADS համակարգերի կապիտալ ծախսերը նման են LSFO համակարգի կառուցման կապիտալ ծախսերին: Ինչպես նշվեց վերևում, չնայած EADS համակարգը պահանջում է ամոնիումի սուլֆատի ենթամթերքների մշակման և փաթեթավորման սարքավորումներ, LSFO-ի հետ կապված ռեակտիվների պատրաստման հարմարությունները պարտադիր չեն մանրացման, մշակման և տեղափոխման համար:

EADS-ի ամենաառանձնահատուկ առավելությունը թե՛ հեղուկ, թե՛ պինդ թափոնների վերացումն է: EADS տեխնոլոգիան զրոյական հեղուկ արտանետման գործընթաց է, ինչը նշանակում է, որ կեղտաջրերի մաքրման կարիք չկա: Ամոնիումի սուլֆատի պինդ ենթամթերքը հեշտությամբ շուկայական է. ամոնիումի սուլֆատը աշխարհում ամենաշատ օգտագործվող պարարտանյութն ու պարարտանյութի բաղադրիչն է, որի համաշխարհային շուկայի աճը կանխատեսվում է մինչև 2030 թվականը: Բացի այդ, չնայած ամոնիումի սուլֆատի արտադրության համար անհրաժեշտ են ցենտրիֆուգ, չորանոց, փոխադրիչ և փաթեթավորման սարքավորումներ, այս ապրանքները ոչ սեփականատիրական են և առևտրային առումով մատչելի: Կախված տնտեսական և շուկայական պայմաններից, ամոնիումի սուլֆատային պարարտանյութը կարող է փոխհատուցել ամոնիակի վրա հիմնված ծխնելույզի գազերի ծծմբազերծման ծախսերը և հնարավոր է՝ ապահովել զգալի շահույթ:

Արդյունավետ ամոնիակի ծծմբազերծման գործընթացի սխեմատիկ պատկեր

«Շանդոնգ Ժոնգպենգ» հատուկ կերամիկայի ընկերությունը Չինաստանում սիլիցիումի կարբիդային կերամիկայի նոր նյութերի խոշորագույն լուծումներից մեկն է: SiC տեխնիկական կերամիկա. Մոհի կարծրությունը 9 է (Նյու Մոհի կարծրությունը՝ 13), որն ունի էրոզիայի և կոռոզիայի նկատմամբ գերազանց դիմադրողականություն, գերազանց քայքայում-դիմադրություն և հակաօքսիդացում: SiC արտադրանքի ծառայության ժամկետը 4-5 անգամ ավելի երկար է, քան 92% ալյումինե նյութինը: RBSiC-ի MOR-ը 5-7 անգամ ավելի է, քան SNBSC-ինը, այն կարող է օգտագործվել ավելի բարդ ձևերի համար: Գնանշման գործընթացը արագ է, մատակարարումը խոստացվածի պես է, իսկ որակը անգերազանցելի: Մենք միշտ շարունակում ենք մարտահրավեր նետել մեր նպատակներին և մեր սրտերը վերադարձնել հասարակությանը: